Comunicazione · radio

LoRa per contatori d’acqua e di calore

Dove manca il cablaggio o i contatori sono molto distribuiti, H2O e DELTA III trasmettono i loro valori via radio per la lettura remota. Ecco che cosa serve e dove sono i limiti.

Funzionamento

Dal contatore, tramite il gateway, all’applicazione

M-BuscablatoRS-485 · Modbus RTUcablatoLoRaradio, 868 MHzEMU M-CenterMaster M-BusHelvatron H2OIndirizzo sec. 2401 0001DELTA IIIIndirizzo sec. 2401 0002Helvatron H2OIndirizzo sec. 2401 0003circa 40 V · 2 filiSelezione tramite indirizzo secondarioRisposta modulando la correnteMaster ModbusGateway o controlloreHelvatron H2OIndirizzo 1DELTA IIIIndirizzo 2Helvatron H2OIndirizzo 3120 Ω120 ΩA/B intrecciato + GNDRichiesta: indirizzo 2 · FC 03Risposta con CRC-16Applicazionead es. Joulio-Web, sistema di supervisioneServer di reteGatewayGatewayHelvatron H2OLoRaDELTA IIILoRaUplink 868 MHzAttivazione tramite OTAALa copertura dipende da edificio e sito
  1. M-Bus: un cavo, molti contatoriIl master alimenta la linea a due fili con circa 40 V. Tutti i contatori sono collegati in parallelo; la polarità è indifferente.
  2. M-Bus: letturaIl master seleziona un contatore tramite il suo indirizzo secondario. Risponde solo quel contatore, modulando il proprio assorbimento di corrente.
  3. RS-485: linea con terminazioneUna coppia intrecciata A/B corre come linea da dispositivo a dispositivo, con 120 Ω a entrambe le estremità. RS-485 è l’interfaccia fisica.
  4. Modbus RTU: richiesta e rispostaIl livello di protocollo: il master interroga un indirizzo slave (1–247) con un codice funzione; il contatore risponde con un checksum CRC-16.
  5. LoRa: radio verso il gatewayIl contatore invia brevi uplink a 868 MHz. Ogni gateway nel raggio di copertura li riceve, senza cavi fino al punto di misura.
  6. LoRa: server e applicazioneI gateway inoltrano i dati al server di rete, che li passa all’applicazione. Copertura e intervallo di trasmissione limitano la quantità di dati e la loro attualità.
Rappresentazione semplificata. ID e indirizzi sono esempi.

Come funziona LoRa

LoRa è la tecnologia radio: uno schema di modulazione che trasmette su lunghe distanze con un basso consumo di energia. In Europa utilizza la banda 868 MHz, esente da licenza.

Il protocollo di rete basato su di essa si chiama LoRaWAN. Definisce come i dispositivi entrano in una rete, come vengono cifrati i dati e come cooperano gateway e server. I contatori Helvatron entrano nella rete tramite OTAA (over-the-air activation); a ogni accesso vengono derivate nuove chiavi di sessione, che non sono memorizzate in modo permanente nel dispositivo.

I componenti di una rete LoRa

Dispositivo finale
H2O o DELTA III con interfaccia LoRa, invia brevi uplink
Gateway
riceve le trasmissioni di tutti i dispositivi nel raggio di copertura e inoltra i pacchetti via internet
Server di rete
verifica e decifra i pacchetti ed elimina i duplicati quando più gateway ricevono lo stesso pacchetto
Applicazione
decodifica il payload e lo mette a disposizione, ad esempio in Joulio-Web o nel sistema di supervisione

Limiti della trasmissione radio

  • La portata dipende molto dall’edificio, dal pozzetto e dalla posizione del gateway. I contatori in cantina e in pozzetto richiedono spesso un gateway nelle vicinanze.
  • Nella banda 868 MHz valgono limiti di duty cycle. LoRa è adatto a letture dei contatori e valori a intervalli, non a valori al secondo.
  • Ogni trasmissione consuma batteria. Per il DELTA III sono 10 + 1 anni con trasmissione giornaliera e 11 + 1 anni con trasmissione a giorni alterni.
  • Verificare la ricezione nel luogo di installazione prima di montare il contatore.

H2O con LoRa

Da DN15 a DN100, suffisso ABL, 868 MHz.

Codici articolo H2O

DELTA III con LoRa

Da DN15 a DN100, suffisso ABL. In combinazione con M-Bus come ABML.

Codici articolo DELTA III

Alternativa: NB-IoT

Per singoli siti senza rete LoRa, entrambi i contatori possono trasmettere anche via NB-IoT tramite la rete mobile.

NB-IoT in dettaglio

Domande su LoRa

Serve una rete LoRa propria?

Non necessariamente. I contatori funzionano con gateway e server di rete propri oppure con una rete pubblica o privata esistente. Ciò che conta è la copertura dei gateway nel luogo di installazione.

Come arrivano i dati in Joulio-Web?

L’applicazione riceve i pacchetti dal server di rete e li decodifica. Joulio-Web offre una licenza dedicata per i contatori EMU e Helvatron.

Con quale frequenza trasmette un contatore?

L’intervallo di trasmissione si imposta durante la configurazione. Intervalli più brevi riducono la durata della batteria.

Per i dettagli sul percorso dei dati LoRa e sul decoder del payload, consulti le pagine della nostra società sorella EMU su emuag.com.